CN101157388A - 星星或星箭分离机构 - Google Patents

Abstract

星星或星箭分离机构，上支座通过顶杆将分离弹簧压在下支座中心位置，上支座与下支座连接后的梯形斜面通过至少两块夹块压紧，每块夹块外部套调节环，夹块下部与连接片簧一端连接，连接片簧另一端固定在下支座上，调节环开口两耳片孔内放置一个连接套，连接套一端与调节环开口一耳片螺接，另一端安装环螺钉，拉钩安装在环螺钉的钉头上，拉钩弯曲部分与连接套同侧，锁钩安装在支撑架上，锁钩一端勾住拉钩，另一端与锁芯绳一端连接，锁芯绳的另一端连接解锁器，拉紧锁芯绳通过锁钩勾住拉钩，细调耳片处的连接螺钉，将调节环开口两耳片压紧，紧箍夹块，实现上支座和下支座锁定；调节环与下支座间安装斜拉簧，调节环开口两耳片部分定位压在支撑架上。

Description

星星或星箭分离机构

技术领域

本发明涉及一种分离机构，尤其适用于星箭分离或星星分离。

背景技术

伴我国大卫星、小卫星沿用传统的星箭包带分离机构GJB2499A-2006K，尤其是微小卫星仍然是包带星箭分离机构，约10kg以上，重量较重，轴向高200mm以上，体积较大。装有两个爆炸螺栓，火工解锁，两处各爆炸冲击过载高达4000g以上，靠近的太阳电池片易碎裂失效；中国专利CN2286723Y名称为一种抛罩机构，由细钢丝包带、电磁锁紧器及弹射器等组成，体积大，连接刚度低。由于有电磁器件，会干扰星上电子仪器及磁性仪器的正常工作。以上专利在星上使用局限性很大。

“一种新型导弹级间分离机构研究”(航天返回与遥感第26卷第1期2005年3月)一文中介绍的单点解锁、多点连接，文中3点连接分离机构，由3条绑带(各附有两个锲形凸条)镶嵌入导弹对接环上的锲形槽中，绑带上的拉杆扣入中部的锁紧盘上，当分离机构中心的火工装置-推力筒点火工作时，产生的高压燃气使推力筒的活塞工作，产生轴向推力，作用于锁紧盘和承力盘，从而使级间两端环的锲形斜面产生径向外推力而分离三条绑带，同时，轴向推力使1、2级弹体分离并达到规定的分离速度。火工装置的偏差直接影响分离速度的大小。这种三绑带组成周向紧固、火工点火解锁并产生轴向分离速度的级间分离机构，实际上与周向三包带火工解锁效果类同，并不是在导弹对接坏上的三个单点的固定。该对接机构配合精度要求高、尺寸大、重量重，精确控制分离速度极难，不能适应重量轻、体积小、精确分离速度的要求。

包带星箭分离机构已不能适应微小卫星、纳星等新一代实用型微小卫星的发展需要。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种体积小、重量轻、可靠性高的星星或星箭分离机构。

本发明的技术解决方案是：星星或星箭分离机构包括上支座、夹块、调节环、下支座、斜拉簧、解锁器、锁芯绳、锁钩、拉钩、环螺钉、顶杆、分离弹簧、连接片簧和支撑架；上支座通过顶杆将分离弹簧压在下支座中心位置，上支座与下支座连接后的梯形斜面通过至少两块夹块压紧，每块夹块外部套调节环，夹块下部与连接片簧一端连接，连接片簧的数量与夹块的数量一致，连接片簧另一端固定在下支座上，调节环开口处两耳片孔内放置一个连接套，连接套一端与调节环开口处一耳片螺接固定，连接套另一端安装环螺钉，拉钩安装在环螺钉的钉头上，拉钩弯曲部分与连接套同侧，锁钩安装在支撑架上，锁钩一端勾住拉钩，锁钩另一端与锁芯绳一端连接，锁芯绳的另一端连接解锁器，拉紧锁芯绳，通过锁钩勾住拉钩，将调节环开口处两耳片压紧，紧箍夹块，实现上支座和下支座锁定；调节环与下支座间安装斜拉簧，调节环开口处两耳片定位在支撑架上；解锁时，解锁器解锁，松开锁芯绳，锁钩与拉钩脱开，拉钩打开，调节环松开，所述的斜拉簧将调节环开口处耳片旋转脱开支撑架，调节环沿夹块下滑，同时，分离弹簧的顶杆上推上支座，夹块在连接片簧的作用下离开上支座、下支座的梯形斜面，实现上支座与下支座分离。

还包括角形推力片簧，角形推力片簧安装在支撑架上，角形推力片簧顶端顶在调节环开口处耳片上，解锁时，角形推力片簧将调节环开口处耳片顶开支撑架。

所述的梯形斜面与水平面的夹角为45°～75°。

本发明与现有技术相比有益效果为：

(1)本发明采用调节环与夹块机构代替现有技术中的包带分离，减少了星星或星箭分离机构的横向分离空间。

(2)本发明机构轴向连接安装高度可在200mm～60mm灵活选取，与现有技术中包带机构安装高度最小200mm相比，可成倍压缩分离机构的安装高度。

(3)本发明分离机构应用在100kg级的微小卫星四点连接上，星上部分重0.4kg，运载部分估计重3.6kg(含与运载连接的对接环)与现有技术一般10kg以上相比，成倍的减轻了重量。

附图说明

图1为本发明机构简图；

图2为本发明机构锁定状态工作示意图；

图3为本发明解锁后机构示意图；

图4为本发明上支座分离简图；

图5为本发明梯形斜面受力示意图；

图6为本发明四点连接分离机构示意图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明星星或星箭分离机构，包括上支座1、夹块2、调节环3、下支座4、斜拉簧5、解锁器6、锁芯绳7、锁钩8、拉钩9、环螺钉10、顶杆11、分离弹簧12、连接片簧13和支撑架14；上支座1通过顶杆11将分离弹簧12压在下支座4中心位置，上支座1与下支座4连接后的梯形斜面通过至少两块夹块2压紧，每块夹块2外部套调节环3，夹块2下部与连接片簧13一端连接，连接片簧13的数量与夹块2的数量一致，连接片簧13另一端固定在下支座4上，调节环3开口处两耳片孔内放置一个连接套，连接套一端与调节环3开口处一耳片螺接固定，连接套另一端安装环螺钉10，拉钩9安装在环螺钉10的钉头上，拉钩9弯曲部分与连接套同侧，锁钩8安装在支撑架14上，锁钩8一端勾住拉钩9，锁钩8另一端与锁芯绳7一端连接，锁芯绳7的另一端连接解锁器6，拉紧锁芯绳7，通过锁钩8勾住拉钩9，细调耳片处的连接螺钉，将调节环3开口处两耳片压紧，紧箍夹块2，实现上支座1和下支座4锁定；调节环3与下支座4间安装斜拉簧5，调节环3开口处两耳片定位在支撑架14上；解锁时，解锁器6解锁，松开锁芯绳7，锁钩8与拉钩9脱开，拉钩9打开，调节环3松开，所述的斜拉簧5将调节环3开口处耳片旋转脱开支撑架14，调节环3沿夹块2下滑，同时，分离弹簧12的顶杆11上推上支座1，夹块2在连接片簧13的作用下离开上支座1、下支座4的梯形斜面，实现上支座1与下支座4分离。

为了保证上支座1与下支座4在解锁过程中能快速、可靠的分离，本发明星星或星箭分离机构还包括角形推力片簧，角形推力片簧安装在支撑架14上，角形推力片簧顶端顶在调节环3开口处耳片上，解锁时，角形推力片簧将调节环3开口处耳片顶开支撑架14。分离后的简图如图4所示。

如图5所示，为本发明上支座1梯形斜面受力示意图，其中，α为梯形斜面与水平面的夹角，F为分离弹簧12施加给上支座1的弹力，F1为力F沿梯形斜面的分力，为上支座1分离时沿斜面的滑动力，F2为力F沿梯形斜面的法向分力，其大小等于上支座1与下支座4分离时所产生摩擦力的正压力，由图中受力分析可以看出，F1与α正弦成正比，F2与α余弦成正比，如果α取值偏小后，F2变大，分离时产生的摩擦力加大，对分离时产生的干扰也大，滑动分力F1也小，就会影响分离速度和分离姿态，基于以上考虑α角度越大越好，但角度的设置同时还要考虑夹块2与斜面的配合作用，若角度太大，则锁定状态不是很稳定，本发明α角度的选取在认真考虑各因素，并经地面试验验证一般取值范围为45°～75°。

如图6所示，为本发明四点连接分离机构示意图，星箭分离机构分别通过锁芯绳7与解锁器6相连，解锁器6可以采用现有技术中通用的火工切割器也可以采用其他的方式，只要在解锁时，解锁器6能松开锁芯绳7即可。

按照图1～4所述的机构、连接关系组成的分离机构，图5中所述的α角取60°，最终得到的机构Φ72*60(单位：mm)，总重量小于0.5kg(除解锁器外)。同理本发明机构轴向连接安装高度可以在200mm～60mm灵活选取。

本发明未公开技术属本领域技术人员公知常识。

Claims (5)

1.星星或星箭分离机构，其特征在于：包括上支座(1)、夹块(2)、调节环(3)、下支座(4)、斜拉簧(5)、解锁器(6)、锁芯绳(7)、锁钩(8)、拉钩(9)、环螺钉(10)、顶杆(11)、分离弹簧(12)、连接片簧(13)和支撑架(14)；上支座(1)通过顶杆(11)将分离弹簧(12)压在下支座(4)中心位置，上支座(1)与下支座(4)连接后的梯形斜面通过至少两块夹块(2)压紧，每块夹块(2)外部套调节环(3)，夹块(2)下部与连接片簧(13)一端连接，连接片簧(13)另一端固定在下支座(4)上，调节环(3)开口处两耳片孔内放置一个连接套，连接套一端与调节环(3)开口处一耳片螺接固定，连接套另一端安装环螺钉(10)，拉钩(9)安装在环螺钉(10)的钉头上，拉钩(9)弯曲部分与连接套同侧，锁钩(8)安装在支撑架(14)上，锁钩(8)一端勾住拉钩(9)，锁钩(8)另一端与锁芯绳(7)一端连接，锁芯绳(7)的另一端连接解锁器(6)，拉紧锁芯绳(7)，通过锁钩(8)勾住拉钩(9)，将调节环(3)开口处两耳片压紧，紧箍夹块(2)，实现上支座(1)和下支座(4)锁定；调节环(3)与下支座(4)间安装斜拉簧(5)，调节环(3)开口处两耳片定位在支撑架(14)上；解锁时，解锁器(6)解锁，松开锁芯绳(7)，锁钩(8)与拉钩(9)脱开，拉钩(9)打开，调节环(3)松开，所述的斜拉簧(5)将调节环(3)开口处耳片旋转脱开支撑架(14)，调节环(3)沿夹块(2)下滑，同时，分离弹簧(12)的顶杆(11)上推上支座(1)，夹块(2)在连接片簧(13)的作用下离开上支座(1)、下支座(4)的梯形斜面，实现上支座(1)与下支座(4)分离。

2.根据权利要求1所述的星星或星箭分离机构，其特征在于：还包括角形推力片簧，角形推力片簧安装在支撑架(14)上，角形推力片簧顶端顶在调节环(3)开口处耳片上，解锁时，角形推力片簧将调节环(3)开口处耳片顶开支撑架(14)。

3.根据权利要求1或2所述的星星或星箭分离机构，其特征在于：所述的梯形斜面与水平面的夹角为45°～75°。

4.根据权利要求1或2所述的星星或星箭分离机构，其特征在于：所述的斜拉簧(5)至少三根，每根斜拉簧(5)均布在调节环的外侧。

5.根据权利要求1或2所述的星星或星箭分离机构，其特征在于：所述的锁芯绳(7)为芳纶绳。

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